10 - FRESAGEM HELICOIDAL 10.1

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1 10 - FRESAGEM HELICOIDAL Introdução Para se abrir cortes helicoidais (Fig. 10.1) na fresadora, é preciso que a mesa possa girar de um ângulo ϕ correspondente ao complemento do ângulo α que a hélice faz com a circunferência da base (Fig. 10.2). É ainda necessário que haja uma combinação de movimentos de rotação e de avanço da peça, como no caso da filetagem no torno, figura Fig Corte helicoidal ϕ = ângulo de inclinação da mesa (complementar α + ϕ = 90º) ϕ = 90º - α α = ângulo da hélice Fig Inclinação da mesa Fig Relação do passo da hélice (Ph) com o passo do fuso (Pf) O cabeçote divisor recebe o movimento de rotação do fuso por intermédio de um trem de engrenagem figura A disposição das engrenagens pode ser usada para usinar rasgos à direita ou à esquerda, dependendo do sentido do movimento de rotação da peça e da inclinação da mesa. O sentido de rotação conveniente é obtido com engrenagens intermediárias. O equipamento de uma fresadora inclui um jogo de engrenagens a ser usado e costuma ser indicado pelo fabricante em tabelas especiais, ou no catálogo que sempre acompanha a máquina. Tabela 10.1 Números de dentes das engrenagens para montar o trem Fig Transmissão para a fresagem helicoidal

2 10.2 Determinação dos ângulos de hélice ( α ) e de inclinação da mesa ( ϕ ) 10.2 Se ligarmos o fuso da mesa (F) ao pino do cabeçote divisor, (P) por meio de um trem de engrenagens que forneça uma relação de transmissão igual a 1/1 sendo o divisor e/g (1/40) para uma volta do fuso de passo P F, a mesa avança p unidades de comprimento, enquanto a peça gira de e/g (1/40) de volta, figura Uma fresa que riscasse a superfície da peça desenharia sobre ela um segmento de hélice que, projetado sobre a circunferência da base, daria um arco igual a π d/g/e, sendo d o diâmetro da peça. Sendo α o ângulo de inclinação da hélice, teremos: P F = πd x tgα G e (Eq.10.1) Fig Esquema para obtenção de cortes helicoidais. Se o movimento se processasse no mesmo sentido, até o fuso dar 40 voltas, a árvore do cabeçote teria dado uma volta e a hélice teria sido completada figura Chamando-se de Ph o passo do helicóide, referido ao mesmo ângulo (α) do seu segmento acima citado, teríamos: tg α = cat. oposto/cat. adjacente = Ph /π d Ph = π d x tg α (Eq.10.2) Combinando-se as Equações 10.1 e 10.2 temos a relação entre passo da hélice Ph e passo do fuso P F. Para uma relação 1/1. Ph = G PF (Eq. 10.3) e Fig Hélice e suas relações trigonométricas Ph = G πd x tgα = πd x tgα e G e Ph = π d x tg α α = arco tg Ph (Eq. 10.4) ϕ = 90º - α ou π d tg ϕ = π d / Ph ϕ = arco tg π d (Eq. 10.5) Ph

3 10.3 Relação de transmissão i e seleção das engrenagens do trem 10.3 A relação de transmissão é dada pela seguinte equação i = P F x G (Eq. 10.6) Ph e O valor encontrado nesta relação de transmissão pode assumir um valor qualquer diferente de 1/1 e deve ser utilizado para selecionar as engrenagens que devem compor o trem (Figura 10.5 e Tabela 10.1): i = Z1 x Z3 (Eq. 10.7) ou P F x G = Z1 x Z3 Z2 Z4 Ph e Z2 Z4 Dependendo do tipo de trem montado, a relação de transmissão pode depender da seleção de somente duas engrenagens como no caso do trem da fresadora que será utilizada na aula prática. i = Z1 (Eq. 10.8) (* As outras engrenagens do trem são consideradas intermediárias). Z Procedimentos para cortes helicoidais na fresadora Para abrirmos um rasgo helicoidal com a fresadora, devemos proceder da seguinte forma: 1. Estabelecemos uma relação de transmissão ( i ) entre o passo desejado e o passo do fuso da mesa, considerando G/e (40/1). (G/e também pode ser 60/1 ou 80/1) 2. Calcula-se o ângulo de inclinação da hélice α = arco tg (Ph/πd) tomando-se d como diâmetro médio do rasgo, nos trabalhos de precisão; o diâmetro externo, nos casos comuns e o diâmetro primitivo dp nos casos de engrenagens helicoidais. 3. Inclina-se a mesa de ϕ (complemento do ângulo α), rodando-se no sentido inverso do ponteiro do relógio, se a hélice for à direita e no sentido oposto se for à esquerda (Fig.10.2) ϕ = 90º - α. 4. Colocam-se as engrenagens de modo que as motoras sejam as que ficam no numerador da fração que satisfaz a relação de transmissão ( i ) calculada. 5. (*) Intercalam-se as engrenagens intermediárias necessárias à rotação da peça no sentido conveniente à inclinação da hélice e a distância entre árvores Engrenagens de dentes helicoidais As engrenagens de dentes helicoidais são aquelas cujos dentes são inclinados em forma de hélice figura Durante o trabalho, os dentes correm descrevendo hélices sobre o corpo das mesmas. São utilizadas para a transmissão entre árvores paralelas ou não, no mesmo ou em planos distintos. Na transmissão ocorre rolamento entre os dentes por esse motivo o engrenamento helicoidal e mais silencioso. Fig Inclinação dos dentes de uma engrenagem helicoidal.

4 Dados básicos das engrenagens helicoidais Os dados e dimensões para a fresagem das engrenagens cilíndricas com dentes helicoidais são: Dados: m = módulo real; Z = número de dentes; (para selecionar a fresa na Tabela 10.2) Ph = Passo da hélice. Dimensões: diâmetro externo de = m ( Z + 2 ) altura do dente diâmetro primitivo h = 13 / 6 m dp = m Z Tabela Jogo de 8 fresas para abrir sistemas de dentes de evolvente (módulos 9) Fresa nº Para o número de dentes até cremalheira 10.6 Fresagem de engrenagens helicoidais com a fresa módulo Para a fresagem de engrenagens helicoidais com a fresa módulo, emprega-se o mesmo processo para a fresagem de rasgos helicoidais, variando, apenas, a forma do perfil da fresa que é o mesmo do vão que se quer obter e o diâmetro primitivo (dp) deve ser utilizado para calcular o ângulo de inclinação da hélice ( α ). A figura 10.8 mostra a execução de engrenagens de dentes helicoidais à direita e à esquerda, respectivamente, com fresa módulo. Fig Inclinação da mesa em função da hélice direita ou esquerda

5 Passo helicoidal de uma engrenagem 10.5 O passo helicoidal da engrenagem é o passo da hélice dos dentes da mesma, suposta prolongada sobre um cilindro representativo do diâmetro primitivo. Retificando-se a circunferência da base do cilindro de diâmetro primitivo, a hélice de um dente formará o triângulo retângulo (Fig. 10.9) do qual o tiramos. Ph = π.dp. tg α α = arco tg Ph π.dp Fig Passo helicoidal Relação de transmissão i e seleção das engrenagens do trem A relação de transmissão é dada pela seguinte equação i = P F x G (Eq. 10.6) Ph e No trem montado na fresadora que será utilizada na aula prática, a relação de transmissão depende da seleção de somente duas engrenagens. i = Z1 (Eq. 10.8) Z Ângulo de inclinação da mesa ( ϕ ) ϕ = 90º - α Tabela 10.3 Placa divisora Cincinnati Primeiro Lado Segundo Lado

6 10.7 Esquema de montagem das engrenagens no trem da fresadora 10.6 Ph = 400 mm realizado em uma volta da roda helicoidal com 40 dentes ou seja o sem fim deverá realizar 40 voltas. G/e = 40

7 10.7 Exercícios 10.7 Exercício_1 (peça 09) - Na fabricação de uma engrenagem cilíndrica de dentes helicoidais em uma fresadora universal são conhecidos os seguintes dados: Número de dentes = 15 Módulo real = 3 Passo do fuso da mesa = 5 mm. Passo da hélice = 400 mm. G / e = 40 / 1 1.1) Calcular: - Diâmetro externo; - Altura dos dentes; - Diâmetro primitivo; - Ângulo de inclinação da hélice; - Ângulo de inclinação da mesa; - Relação de transmissão. - Selecionar as engrenagens 1 e 2 para o trem: Z1 = e Z2 = 1.2) Selecionar a fresa. Fresa número do jogo de fresas 1.3) Especificar a movimentação da manivela do cabeçote divisor. Cálculos: Respostas: volta(s) e mais intervalos de furos na circunferência de furos

8 10.8 Exercício_2 Na fabricação de uma engrenagem cilíndrica de dentes helicoidais em uma fresadora universal, são conhecidos os seguintes dados: Número de dentes = 35 Módulo real = 3 Passo do fuso da mesa = 5 mm. Passo da hélice = 600 mm. G / e = 40 / 1 2.1) Calcular: - Diâmetro externo; - Altura dos dentes; - Diâmetro primitivo; - Ângulo de inclinação da hélice; - Ângulo de inclinação da mesa; - Relação de transmissão. - Selecionar as engrenagens 1 e 2 para o trem: Z1 = e Z2 = 2.2) Selecionar a fresa. Fresa número do jogo de fresas 2.3) Especificar a movimentação da manivela do cabeçote divisor. Cálculos: Respostas: volta(s) e mais intervalos de furos na circunferência de furos

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